[发明专利]一种测量弱伽马脉冲的闪烁探测系统及方法

权利要求书

1.一种测量弱伽马脉冲的闪烁探测系统，其特征在于：包括依次排列在射线入射方向上的闪烁体、光限幅器、滤光片、光电倍增管、数据采集系统和激光光源，所述光电倍增管的信号输出端分出两路信号，一路与数据采集系统的输入端通过信号电缆连接，另一路接入激光光源；

伽马脉冲信号到达前，激光光源发射激光照射光限幅器，使之达到限幅状态，探测器不输出信号；当两个由强到弱的伽马脉冲到达闪烁体时，首先是强伽马脉冲到达，强伽马脉冲与闪烁体相互作用发出的光穿过光限幅器，光电倍增管探测到信号，此信号作为外部触发信号传输到激光光源控制其关闭，激光器关闭，光限幅器的光限幅作用消失；当弱伽马脉冲到达闪烁体时，光限幅器处于透明状态，探测器探测到强伽马脉冲之后的弱伽马脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的测量弱伽马脉冲的闪烁探测系统，其特征在于：所述射线是两个脉冲时间间隔为50ns-200ns的伽马脉冲，每个伽马脉冲的时间宽度为几十纳秒到几百纳秒，强度由强到弱，峰值强度最大相差3个量级。

3.根据权利要求2所述的测量弱伽马脉冲的闪烁探测系统，其特征在于：所述闪烁体的衰减时间在ns量级。

4.根据权利要求3所述的测量弱伽马脉冲的闪烁探测系统，其特征在于：所述激光光源的功率能达到光限幅器所采用的非线性光学材料的限幅阈值，激光光源选用的光的波长与闪烁体峰值波长之差大于50nm。

5.根据权利要求4所述的测量弱伽马脉冲的闪烁探测系统，其特征在于：所述光限幅器为损伤阈值与限幅阈值之比大于4个量级的非线性光学材料，所述光限幅器在光限幅状态时对闪烁体发光波长范围的光的透过率为1％到0.1％。

6.根据权利要求5所述的测量弱伽马脉冲的闪烁探测系统，其特征在于：所述滤光片是一种带通滤光片，能透过闪烁体闪烁光波长范围的光，对闪烁体峰值波长的透过率50％以上，而对激光光源对应波长的光的透过率小于0.001％。

7.根据权利要求6所述的测量弱伽马脉冲的闪烁探测系统，其特征在于：所述数据采集系统由示波器记录信道或高速数据采集电路构成。

8.基于权利要求1～7中任意一项所述测量弱伽马脉冲的闪烁探测系统的探测方法，包括以下步骤：

1)设计光电探测器：根据将要测量的脉冲辐射波形信号特征，对构成探测器的器件进行设计选型，对预标定灵敏度范围进行计算，并按照预标定范围在相关辐射模拟装置和放射源上对探测器的伽马灵敏度进行刻度；

2)搭建探测系统：闪烁体，光限幅器，滤光片，光电倍增管依次排列在射线入射的方向上，光电倍增管的信号输出端分出两路信号，一路与数据采集系统的输入端通过信号电缆连接，另一路接入激光光源；

3)信号测量过程：

3.1)伽马脉冲信号到达前，激光光源发射激光照射光限幅器，使之达到限幅状态，探测器不输出信号；

3.2)当两个由强到弱的伽马脉冲到达闪烁体时，首先是强伽马脉冲到达，强伽马脉冲与闪烁体相互作用发出的光穿过光限幅器，光电倍增管探测到信号，此信号作为外部触发信号传输到激光光源控制其关闭，激光器关闭，光限幅器的光限幅作用消失；

3.3)当弱伽马脉冲到达闪烁体时，光限幅器处于透明状态，探测器探测到强伽马脉冲之后的弱伽马脉冲信号。

9.根据权利要求8所述的测量弱伽马脉冲的闪烁探测系统的方法，其特征在于：所述触发信号传到激光器的时间与激光器关闭的时间不超过50ns。